当前课程知识点:普通生物学 >  第二章 分子生物学基础 >  第一节 遗传的分子基础 >  2.1.1 DNA的发现历史

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2.1.1 DNA的发现历史在线视频

2.1.1 DNA的发现历史

下一节:2.1.2 DNA的结构

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2.1.1 DNA的发现历史课程教案、知识点、字幕

各位同学

接下来将由我和大家一起

从宏观领域进入微观世界

学习生命的分子生物学基础

这部分内容将包括遗传的分子基础

基因的表达调控

生物技术及其应用

以及人类基因组

即遗传疾病四节课程

今天在第一部分的遗传的分子基础中

首先要讲的是DNA发现的历史

同学们可能都听说过“龙生龙 凤生凤”

可是大家知道为什么龙生不出凤

凤也生不出龙吗

从生物学角度看

这都是源于

我们每种生物体内的遗传物质

这个物质使得我们可以代代相传

在形态上不会出现特别大的差异

比如说我们虽然很渴望有一天

可以拥有天使的翅膀

可以在蓝天上自由翱翔

然而我们没有办法长出翅膀

所以我们退而求其次就制造了飞机

那么遗传物质究竟是什么呢

作为遗传物质

必须具备几个条件

第一它能够进行自我复制

传递给子代

第二它具有储存

传递信息的能力

因为我们的遗传信息

都是包含在这个物质中

第三具有很强的稳定性

很难发生变异

我们都打过植物大战僵尸

我们不能有一个变异以后就发生

从植物一下变成了僵尸

第四在细胞分裂过程中

这些遗传物质必须是有规律的

均匀的分配到子细胞中去

每一个子细胞都得到相同的一份拷贝

一个都不能少 一点都不能缺

这个物质就是DNA

也就是我们所熟悉的脱氧核糖核酸

那么我们是怎么知道DNA是遗传物质的呢

其实这个问题

在19世纪初的时候也困扰了很多人

下面我们就看看前人是如何设计实验

寻找这个问题的答案

早在1928年

英国微生物学家Griffith. F

做了肺炎链球菌的转化实验

当时人们发现

肺炎链球菌存在着两种不同的菌株

一种叫S菌株也叫光滑型菌株

其命名是因为细胞表面

具有多糖荚膜

菌落表面光滑

可以导致人的肺炎

以及小鼠的败血症

而引起小鼠的死亡

另外一种是R菌株

也就是粗糙型菌株

其菌落表面粗糙

不致病

不包含多糖的荚膜

利用这两个菌株Griffith设计了这样的一个实验

用S菌株去感染小鼠

小鼠因为得败血症而死亡

用R菌株去感染小鼠

小鼠不受影响

将S型菌株杀死后感染小鼠

小鼠也不受影响

也就是说加热

将S菌株的感染性杀掉

然而如果将加热后的S型菌株

和活的R菌株混合后感染小鼠

小鼠又因为败血症而死亡

这说明R菌株从死的S菌株中

获得了某种转化因子

从而改变了它的遗传特性

那么这个转化因子到底是什么呢

1944年 三位科学家

Avery.O Macleod.C McCarty.M.J

揭示了转化因子的化学本质

他们利用酶学和生化的方法

将加热失活后S菌株的成分

用不同的酶降解

与活的R菌株混合后感染小鼠

然后观察小鼠的存活情况

他们发现用DNA酶处理后的

转化因子失去了活力

从而说明了

DNA是最为可能的遗传物质

1952年 Hershey和Chase

用对噬菌体T2的蛋白质

和DNA进行同位素标记

然后通过对噬菌体

和大肠杆菌的分离

观察被标记的蛋白

和DNA是否被转移到了大肠杆菌内

发现只有DNA可以进入大肠杆菌

从而进一步确认了

DNA就是这个转化因子

那么DNA是转化因子

它的结构和组成又是什么呢

核酸的结构和功能比较复杂

分子很不稳定

在我们所熟知的四类生物大分子中

它的研究开始的最晚

1869年瑞士科学家Miescher

从细胞核中分离

得到了一种核酸性物质

命名为核素

1875年他提出了核素的实验式

Altman建立了一种方法

从而可以制备不含有蛋白的核素

并把这个核素定名为Nucleic Acid或者叫核酸

1894年 Kossel研究了核酸的化学组成

分离出四种碱基

明确提出了核酸含有含氮碱基

他也因此在1910年获得了诺贝尔奖

1909年Levene P.A.

发现酵母的核酸是D-核糖

后来他又发现2-脱氧-D核糖

指出了核酸的糖基组成

确立了核苷

核苷酸的分子结构

Levene 提出四核苷酸假说

认为核酸是含有等量的

四种核苷酸的聚合体

该理论统治了生物界20到30年

最后被证明是错误的

DNA和RNA它们的构成是什么呢

DNA和RNA的核酸单位

都是由三部分组成

一个是五碳糖

一个是含氮的有机碱基

一个是磷酸基

一个核苷酸的磷酸基

和另一核苷酸的羟基

可以发生脱水反应

生成一个水分子而形成共价键

从而可以将二者连接在一起

这一连接被称为磷酸二酯键

因为磷酸基是通过一对酯键

与两个糖相连的

由这一反应生成的聚合物

在两端仍然一端留有

一个3’羟基和5’磷酸基

因此它可以再与其他羟基相连

这样千万个核苷酸就可以聚合成为长链

含氮碱基位于这个长链的中间

那么为什么说

Levene的理论是错误的呢

因为依据这个理论

那么生物体内DNA中碱基的组成

应该是等量的

1950年 Chargaff E.

研究了多种生物中DNA碱基的组成

他发现了一个规律

现在被称为Chargaff规则

他发现的规律是所在DNA中嘌呤A或者G

和嘧啶C或者T它们的数量总是一样的

这为后来Watson和Crick

提出碱基互补配对原则

提供了很重要的信息

从研究的DNA结构上来看

Watson和Crick

并不是最早研究DNA三维结构的

当时在这个研究领域的代表

包括英国伦敦国王学院的威尔金斯

和弗兰克林

以及加州理工学院的

化学家莱纳斯鲍林

而弗兰克林

通过对DNA纤维X衍射图技术的改进

在1953年获得了

如我们PPT中所示的(b)的衍射图片

并利用这些图片揭示了

DNA螺旋的直径和螺距

它们分别是2nm和3.4nm

而在弗兰克林工作的基础上

Waston 和Crick 于1953年4月25日的

《自然》杂志上以1000多字

和一幅插图的短文

公布了他们DNA双螺旋模型

从此奠定了分子生物学的基础

并因此而获得了

1962年的诺贝尔奖

可惜富兰克林于1958年因患癌症逝世

因为长期接触X射线而造成了这样对身体的损伤

当时年仅38岁

不然这个诺贝尔奖恐怕Waston就没有份了

这就是DNA发现的历史

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

2.1.1 DNA的发现历史笔记与讨论

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